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摘要
目的 高压纯水射流喷射冲击金属表面可以提高材料的力学性能，延长其使用寿命，研究射流喷射过程中金属表面特性有助于掌握关键影响参数，提供工业支撑。方法本研究基于压痕断裂理论推导了纯水射流喷射强化金属表面压痕方程式，使用数值模拟进行了验证，并使用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、显微硬度计及μsoftanalysis软件对射流冲击强化后的304钢进行试验分析，采用单因素正交试验法考察了超高压水射流压强、靶距和横移速度三因素对射流冲击强化304钢微观特性及表面质量的影响规律。结果水射流冲击强化304钢表面过程中压痕深度与射流压强以及靶距直接相关，射流冲击可以有效改善金属表层微结构及应力分布，其强化层与剥落层的分界并不明显，材料表面的微观形貌在射流压强改变时变化最大。结论高压纯水射流对304钢的表面强化效果显著，但过高的射流能量会对材料表面造成严重的剔除效果。三因素对表面粗糙度影响的主次顺序为：射流压强、靶距、横移速度，对表面硬度影响的主次顺序为：射流压强、靶距、横移速度。
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